顾桥矿南翼大巷地质异常体水害防治实践

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顾桥矿南翼大巷地质异常体水害防治实践摘要:针对南翼大巷等水文地质条件复杂区域应采用井上下物探、钻探等综合探测技术,查明水害隐患,为做好防治水工作提供可靠依据。

关键词:顾桥矿异常体水害防治
1、顾桂地质异常体概况
根据三维地震勘探及钻探资料,在矿井中南部发育一组呈nww 向展布的断裂带(fd105、fd108、f104-1),在此构造带上呈串珠状分布5个古潜山及4个古洼地,其延展长度约15km,宽约670m,向上发育到新生界松散层中,向下发育到灰岩地层,该断层带中有正断层、逆断层和直立断层等多种断裂形态,形成落差约140 m以上,沿nww向延展的地堑状断层组构成的断裂带,称为中南部地质异常体,亦称顾桂地质异常体。

从区内钻孔取芯情况来看,断层发育,地层缺失频繁,大范围的岩芯破碎,破碎岩石存在糜棱化,水解现象,局部漏水严重,区内有35个漏水点。

2、南翼大巷出水情况
南翼轨道大巷:自2006年10月揭露f92断层后,多次发生了集中出水现象。

巷道揭露f92断层时,最大出水量10~20m3/h,水温38℃~42℃。

出水初期水混浊,随后逐步变清,无异味,矿化度2205~3507mg。

2010年11月4日轨道大巷卧底至4#密闭墙以南51m处右肩窝出水,瞬时出水量达50m3/h,11月17日水量衰减至8m3/h,水色由
浊变清,截至12月16日水量稳定在6m3/h,出水初期水质化验结果分析,水源为注浆水和砂岩含水层混合水,并以注浆水为主。

目前该出水点已累计出水7114 m3。

南翼胶带机大巷: 2008年7月13日胶带机大巷p6+14m~21m 段顶板来压出水,最大出水量约15m3/h。

截至2009年6月水量衰减为0.3m3/h。

2009年5月16日胶带机大巷与轨胶五联巷交叉处,最大出水量8m3/h,截至2010年2月水量衰减为0.5m3/h。

两次出水水温约40℃,出水较清,无异味,矿化度均为2400mg左右。

两条大巷出水量均随时间推移逐渐变小,无明显水源补给,出水以释放砂岩含水层静储量为主。

从水质化验结果分析,除地面注浆残余水参与外,水质类型皆为hco.cl—k+na型,与砂岩含水层水质相符。

3、南翼异常体水害综合防治
坚持“预测预报、有疑必探、先探后掘、先治后采”的原则,先后采用了地面预注浆加固,井下超前注浆堵水加固,井下物探超前探测巷道前方异常水情以及井下超前钻探掩护等多种手段,多方法多途径地做好南翼异常体水害综合防治工作。

3.1地面预注浆治理工程
根据南翼胶带机大巷施工实际情况,将地面预注浆加固,封堵含水层及围岩裂隙范围分为1#注浆区及2#注浆区,1#注浆区主要对轨胶五联巷以北尚未施工的86m段进行加固,2#注浆区主要对轨胶五联巷以南的320m段进行加固。

3.2井下物探超前探测
采用震波法探测巷道前方的异常构造体,控制距离为巷道前方80m范围。

采用井下直流电法及瞬变电磁法探测巷道前方异常水情,在煤、岩层或富水的煤岩体中煤层通常表现为相对高视电阻率区,砂岩含水层或富水地段通常表现为低视电阻率区。

控制距离为巷道前方
80m范围内。

巷道每施工80m,同时采用以上三种物探手段超前探测巷道前方异常水情。

自2008年7月始,累计探测19次,探测距离1520m,发现富水区共16个。

3.3井下超前钻探
坚持“循环迈步,交叉前探”的原则,每隔50m施工两个地质前探及探放水钻孔,超前探明巷道前方有无异常水情,同时准确控制巷道施工地质层位,单孔深不小于80m,前探孔超前距离为30m。

在井下物探超前探测的基础上,针对性地实施超前钻孔探放水工作,较好地保证了安全生产。

自2008年7月始,轨道大巷累计施工前探钻孔9次,共计79孔,工程量6088m。

胶带机施工前探钻孔2次,共计9孔,工程量750m,累计出水量达3120m3。

3.4井下高强度注浆
1#注浆区在fd108断层附近,由于断层带较宽,裂隙异常发育,虽然注浆量大,但注浆终压仍未达设计要求。

为此,在该部位采取
井下大口径、长钻孔、高压力、大流量注浆加固,在胶带机大巷北头恢复施工迎头16m范围内,注浆量达70 m3。

4、治理效果评价
4.1地面预注浆效果
地面预注浆工程采用随钻定向钻进技术,有效保证了钻探定向轨迹、注浆段落点的准确,落点误差小于2m;注浆工序安排科学合理,除fd108断层带注浆终压较低外,其它块段注浆段高、注浆压力、浆液扩散半径及注浆量等参数均达到设计要求。

注浆质量检查孔对孔深748.00~817.00m段进行了取芯检查,发现多处岩石裂隙中充填水泥,从校检孔取芯验证情况来看,裂隙填充密实,围岩固结较好,注浆效果良好。

井下巷道实际揭露也证明,裂隙充填密实度较好,原出水点已基本封堵。

4.2井下物探及钻探超前探测效果
从南翼轨道大巷在f108-1~f114-1断层间自北向南已施工地质异常区掘进情况来看,采用震波法、井下直流电法及瞬变电磁法等物探手段,对巷道前方80m范围内的异常构造及水情进行循环迈步式探测,并结合井下钻探方法超前探放构造带及含水层水,南翼轨道巷道在地质异常体内安全施工了583m,有效地保证了巷道安全掘进。

5、结论
(1)、通过拟流场测漏分析,17-2煤层~6煤层间各含水层富水性中等,与上覆松散层及下部灰岩之间无水力联系。

南翼大巷掘
进期间不受新生界松散含水层、太灰灰岩岩溶裂隙含水层及奥灰灰岩岩溶裂隙含水层的水害威胁。

(2)、井上下大口径、长钻孔、高压力、大流量预注浆方法对水文地质条件复杂块段,进行堵水、加固围岩效果较好。

(3)、水文地质条件复杂区域应采用井上下物探、钻探等综合探测技术,查明水害隐患,为做好防治水工作提供可靠依据。